我們現(xiàn)在幾乎能在超市的每個(gè)通道里找到氣調(diào)包裝產(chǎn)品。每年全球銷售數(shù)十億包冷藏、冷凍和貨架期穩(wěn)定的食品，這些食品都是用這種成熟的技術(shù)所包裝的。這一系列的食品包括像薯片等零食、即食鮮肉、新鮮農(nóng)產(chǎn)品和其他加工肉制品、烘焙產(chǎn)品，還有咖啡、奶酪之類的食物。氣調(diào)包裝是一種延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期的保鮮技術(shù)，它直接并積極地影響著食品行業(yè)的盈利能力和可銷售性。
今天的消費(fèi)者需要方便購(gòu)買(mǎi)、方便準(zhǔn)備和方便食用的產(chǎn)品，同時(shí)還尋求視覺(jué)上有吸引力、干凈、味道好、預(yù)處理、有營(yíng)養(yǎng)和“新鮮”的產(chǎn)品。工業(yè)部門(mén)顯示現(xiàn)今增長(zhǎng)最大的產(chǎn)品便是符合消費(fèi)者以上期待屬性的，包括鮮切產(chǎn)品、加工奶酪和冷藏三明治類別。對(duì)于每一類產(chǎn)品，氣調(diào)包裝恰好是延長(zhǎng)保質(zhì)期的主要技術(shù)。
流程概述
氣調(diào)包裝氣體概念
在氣調(diào)包裝過(guò)程中，產(chǎn)品包裝在不同于空氣的環(huán)境中，空氣通常含有 78.08% 氮?dú)狻?0.96% 氧氣和 0.03% 二氧化碳。氣調(diào)包裝有助于延緩產(chǎn)品開(kāi)始降解的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，通常是通過(guò)減少產(chǎn)品保質(zhì)期內(nèi)暴露在空氣中的氧氣量。在高水分產(chǎn)品中，如熟食和鮮切產(chǎn)品，氣調(diào)包裝能延緩微生物和感官腐敗。在高脂肪產(chǎn)品中，氣調(diào)包裝能延緩酸敗，并保持氣味、味道、質(zhì)地和外觀。氣調(diào)包裝還有助于延緩產(chǎn)品中的酶促褐變和烘焙產(chǎn)品的老化。
開(kāi)展氣調(diào)包裝是一個(gè)已知滲透性的包裝中的氣體成分在食品灌裝后，但在包裝密封前發(fā)生變化的過(guò)程。通常映射是一個(gè)兩階段的過(guò)程，它開(kāi)始于產(chǎn)品首次抽真空，以便盡可能多地從系統(tǒng)中去除氧氣，隨后是氮?dú)夂?或二氧化碳和/或其他氣體的“反沖”。
氮?dú)馔ǔＳ米鳠o(wú)菌填充氣體，以稀釋包裝中氧氣和二氧化碳的濃度，從而減少氧化的發(fā)生，同時(shí)還有助于確保包裝的穩(wěn)定性。二氧化碳具有抑菌和抑制真菌的特性，其有效性部分歸因于其滲透細(xì)胞膜的能力。這種滲透會(huì)引起細(xì)胞內(nèi)的酸堿度變化，破壞內(nèi)部的酶平衡。該氣體選擇性地抑制革蘭氏陰性菌的生長(zhǎng)，例如假單胞菌和其他相關(guān)的嗜冷菌，否則它們會(huì)快速生長(zhǎng)并產(chǎn)生嗅覺(jué)和口感上的異味。乳酸菌，如鏈球菌和乳酸桿菌，受二氧化碳濃度升高的影響較小，所以儲(chǔ)存在改良空氣中的產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)菌群由這些生物組成，它們比假單胞菌和相關(guān)的革蘭氏陰性菌發(fā)育得更慢。
最佳氣體混合物因產(chǎn)品類別不同而差異很大，并且在一個(gè)產(chǎn)品類別內(nèi)會(huì)有很大差異。就農(nóng)產(chǎn)品而言，這種可變性主要是由于呼吸需求。土豆、蘿卜和西紅柿通常被認(rèn)為是低呼吸者，而蘆筍、西蘭花和蘑菇被認(rèn)為是高呼吸者。一旦商品被切割和處理，隨著呼吸速率的增加，產(chǎn)品的變質(zhì)會(huì)加速，組織變得更容易氧化變色，微生物的生長(zhǎng)也會(huì)增強(qiáng)。對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品，使包裝材料的氧氣透過(guò)率（OTR）與產(chǎn)品的呼吸率相匹配至關(guān)重要。
新興增長(zhǎng)類別中氣調(diào)包裝的激增
鮮切產(chǎn)品有望大量增長(zhǎng)
盡管氣調(diào)包裝在某些類別中的應(yīng)用已經(jīng)達(dá)到成熟，例如小吃、咖啡和加工肉類，但它正越來(lái)越多地用于冷藏、制備方便食品，以滿足消費(fèi)者對(duì)方便、質(zhì)量、品種和健康的需求。這種情況在幾個(gè)增長(zhǎng)極其迅速的類別中尤為明顯，如新鮮農(nóng)產(chǎn)品、加工奶酪產(chǎn)品和預(yù)包裝三明治類。盡管氣調(diào)包裝是一種保鮮技術(shù)，但它對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是“不可見(jiàn)的”，因?yàn)橥ǔ２恍枰诋a(chǎn)品標(biāo)簽上標(biāo)明它的存在。因此，它特別適用于被設(shè)計(jì)成“天然”或防腐劑含量減少的產(chǎn)品。
雖然在大約 15 到 20 年前，鮮切產(chǎn)品類別中的氣調(diào)應(yīng)用幾乎不存在，但這一類別代表了應(yīng)用氣調(diào)技術(shù)增長(zhǎng)最快的部分。氣調(diào)包裝在增值產(chǎn)品領(lǐng)域的最初應(yīng)用是食品服務(wù)市場(chǎng)，在該市場(chǎng)中，預(yù)切生菜被出售給沙拉柜臺(tái)和快餐餐飲業(yè)。隨后是為零售市場(chǎng)開(kāi)發(fā)的預(yù)包裝的卷心萵苣沙拉，隨后發(fā)展到今天各種各樣的萵苣、卷心菜、胡蘿卜和其他蔬菜都是用氣調(diào)技術(shù)銷售的。
由于包裝技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用，鮮切產(chǎn)品類別預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年將有相當(dāng)大的發(fā)展。新的鮮切水果產(chǎn)品結(jié)合了氣調(diào)包裝和其他技術(shù)，舉例像預(yù)切的菠蘿和混合水果沙拉，保質(zhì)期為 10 - 14 天，預(yù)切蘋(píng)果的保質(zhì)期為 3 - 6 周。包裝技術(shù)的創(chuàng)新也為新產(chǎn)品概念創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，如允許用戶將新鮮和加工過(guò)的配料組合成“新鮮制備”或“新組裝”沙拉產(chǎn)品的組件產(chǎn)品。這類產(chǎn)品現(xiàn)被供應(yīng)給餐飲經(jīng)營(yíng)者和零售顧客，其中新鮮和/或加工過(guò)的配料、調(diào)料和/或調(diào)味品被單獨(dú)包裝或整合到產(chǎn)品中，并在商店里、運(yùn)輸中或在家中進(jìn)行組合。因此已經(jīng)在餐館中相當(dāng)受歡迎的沙拉，像常見(jiàn)的凱撒沙拉、主廚精選沙拉這種，現(xiàn)在也出現(xiàn)在零售市場(chǎng)。
食品安全問(wèn)題
警惕幾個(gè)潛在威脅
氣調(diào)包裝絕不是一個(gè)單獨(dú)提供產(chǎn)品安全性和保質(zhì)期延長(zhǎng)的“神奇子彈”。事實(shí)上，由于氣調(diào)包裝會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)所需時(shí)間和導(dǎo)致變質(zhì)的細(xì)菌類型發(fā)生顯著變化，因此它會(huì)產(chǎn)生顯著的額外風(fēng)險(xiǎn)。這是由于幾個(gè)因素造成的，如極低的氧氣水平、缺乏細(xì)菌競(jìng)爭(zhēng)、延長(zhǎng)的保質(zhì)期和潛在的溫度濫用——這些條件可能有利于致病微生物的生長(zhǎng)，否則致病微生物會(huì)非常挑剔，不太可能生長(zhǎng)。
氣調(diào)包裝和其他形式的低氧包裝最大限度地減少了腐敗菌的活動(dòng)，這些腐敗菌通常會(huì)發(fā)出潛在不安全條件的警告。對(duì)氣調(diào)包裝的擔(dān)憂是有根據(jù)的，因?yàn)閰捬趸蚣嫘詤捬蹙缢鬆钛挎邨U菌，有可能在食物腐敗被感官檢測(cè)出來(lái)之前導(dǎo)致食物中毒。氧氣包裝減少為肉毒桿菌中毒（由肉毒梭狀芽孢桿菌引起）和其他病原體的生長(zhǎng)提供了更多的時(shí)間和機(jī)會(huì)。
美國(guó)食品和藥物管理局（FDA）一直與食品技術(shù)專家協(xié)會(huì)（IFT）合作，最近發(fā)表了一份題為“控制和減少/消除鮮切產(chǎn)品微生物危害的預(yù)防性控制措施的分析和評(píng)估”的報(bào)告在這項(xiàng)研究中能夠注意到，盡管迄今為止只有兩種氣調(diào)產(chǎn)品（涼拌卷心菜和即食沙拉蔬菜）與食源性疾病爆發(fā)有關(guān)（肉毒中毒和沙門(mén)氏菌病），但病原體的生長(zhǎng)潛力相當(dāng)大，尤其是在鮮切農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)。
目前大家會(huì)比較擔(dān)心嗜冷食源性病原體，如單核細(xì)胞增生李斯特菌、小腸結(jié)腸炎耶爾森菌和嗜水氣單胞菌，以及非蛋白水解肉毒桿菌、沙門(mén)氏菌屬。大腸桿菌 O157:H7 和志賀氏菌屬。當(dāng)出現(xiàn)在生產(chǎn)的藥品上時(shí)，可能會(huì)有潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)樵跉庹{(diào)產(chǎn)品中存在減少的微生物群落，例如單核細(xì)胞增生李斯特菌，在延長(zhǎng)的儲(chǔ)存壽命期間，可以在低溫下生長(zhǎng)到潛在的有害水平，同時(shí)保持感官上可接受的水平。因?yàn)槌酥T如甲型肝炎等腸道病毒之外，這些細(xì)菌中的許多都與疾病的爆發(fā)有關(guān)，所以會(huì)擔(dān)心它們?cè)诟淖兞说拇髿鈼l件下的行為。
FDA 和 IFT 報(bào)告建議不要消除或顯著抑制腐敗微生物，因?yàn)樗鼈兣c病原體的相互作用可能在產(chǎn)品安全中發(fā)揮不可或缺的作用。人們普遍認(rèn)為，使用滲透膜，在毒素產(chǎn)生成為問(wèn)題之前，腐敗就會(huì)發(fā)生；而當(dāng)產(chǎn)品在預(yù)定溫度下儲(chǔ)存時(shí)，產(chǎn)品包裝材料應(yīng)始終包含不會(huì)導(dǎo)致缺氧包裝環(huán)境的材料。該報(bào)告建議，在改良的空氣中，水果和蔬菜中的氧氣含量在 1% - 5% 以保證安全和質(zhì)量。
“障礙”技術(shù)的應(yīng)用
盡力掃除所有對(duì)產(chǎn)品不利的因素
氣調(diào)包裝只是眾多潛在“障礙”技術(shù)中的一種，可以用來(lái)延長(zhǎng)產(chǎn)品質(zhì)量和保質(zhì)期。比如在鮮切農(nóng)產(chǎn)品的情況下，原材料控制和優(yōu)良的農(nóng)業(yè)實(shí)踐是獲得可接受的適銷產(chǎn)品的關(guān)鍵第一步。品種、來(lái)源、季節(jié)、初始成熟度、加工成熟度、切片和切割設(shè)備、化學(xué)或其他處理和浸泡、包裝環(huán)境、溫度管理、運(yùn)輸和處理都影響鮮切產(chǎn)品的感官可接受性和可達(dá)到的貨架期，并影響產(chǎn)品安全性。最近引進(jìn)了新技術(shù)，其他技術(shù)也即將出現(xiàn)，這些新技術(shù)將為開(kāi)發(fā)滿足消費(fèi)者對(duì)安全性、質(zhì)量、便利性和整體價(jià)值的需求的冷凍調(diào)理產(chǎn)品提供更多的選擇。
其他“障礙”技術(shù)必須與氣調(diào)包裝結(jié)合使用，因?yàn)槲覀儾荒芡耆蕾嚴(yán)洳貤l件的維持來(lái)保證易腐食品的安全。事實(shí)上，僅靠冷藏不足以阻止一些傳染性或產(chǎn)毒性微生物的生長(zhǎng)。由于導(dǎo)致某些類型的食源性疾病所需的細(xì)菌細(xì)胞如此之少，例如在受污染的農(nóng)產(chǎn)品上生長(zhǎng)，并不像大多數(shù)其他病原體那樣是人類感染的必要條件。還有后處理污染，即使是低水平的污染，也可能造成致病微生物生長(zhǎng)到高水平并導(dǎo)致疾病和潛在死亡的情況，所以在設(shè)計(jì)易腐食品時(shí)，必須在這些食品中加入其他微生物生長(zhǎng)的屏障，以產(chǎn)生安全穩(wěn)定的系統(tǒng)。這些屏障技術(shù)的應(yīng)用已被證明能顯著降低食品腐敗和致病微生物的水平，如大腸桿菌 O157:H7、沙門(mén)氏菌、李斯特菌和彎曲桿菌。
“障礙”可能包括酸化劑、抗菌劑、抗氧化劑、熱量和控制水活性的過(guò)程的結(jié)合。此外，可以應(yīng)用非熱處理障礙，例如超高壓處理、照射、脈沖光和脈沖電場(chǎng)處理。“障礙”也可以在包裝過(guò)程中應(yīng)用，包括潔凈室包裝、主動(dòng)包裝系統(tǒng)、智能包裝系統(tǒng)和各種替代包裝材料的應(yīng)用，以及氣調(diào)包裝的使用。然而，溫度是最大限度延長(zhǎng)冷凍調(diào)理產(chǎn)品保質(zhì)期的最重要和最明顯的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)“障礙”組合使用時(shí)，通常會(huì)獲得協(xié)同效果，這是一個(gè)非常重要的考慮因素。
只有通過(guò)制定、調(diào)整控制和監(jiān)控危害分析和關(guān)鍵控制點(diǎn)（HACCP）方法，才能在高度保證的情況下實(shí)現(xiàn)冷藏食品的充分食品安全。HACCP 技術(shù)評(píng)估從原料到產(chǎn)品包裝和分銷的所有內(nèi)容，定義潛在危害（微生物、化學(xué)和物理）可能發(fā)生的位置，并建立監(jiān)控這些點(diǎn)以消除這些危害的方法。通過(guò)嚴(yán)格應(yīng)用 HACCP 系統(tǒng)，食品加工者可以實(shí)施一個(gè)程序，從而達(dá)到安全的生產(chǎn)條件。
創(chuàng)新應(yīng)用
氣調(diào)技術(shù)幫助改善
在過(guò)去的幾年里，英國(guó)許多新鮮的綠色蔬菜包裝商已經(jīng)開(kāi)始試驗(yàn)氧氣含量在 70% 到 100% 之間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種超大氣氧水平的“氧休克”處理在抑制酶變色、防止厭氧發(fā)酵反應(yīng)以及抑制需氧和厭氧微生物生長(zhǎng)方面非常有效，因?yàn)槌^(guò)了生長(zhǎng)的最佳氧水平（需氧菌21%，厭氧菌0-2%）。如同大多數(shù)氣調(diào)包裝內(nèi)的氣體一樣，超大氣壓---氧氣根據(jù)商品的不同具有不同的影響，需要進(jìn)一步的研究來(lái)理解這種技術(shù)在鮮切農(nóng)產(chǎn)品工業(yè)中的應(yīng)用。
另一個(gè)有希望的領(lǐng)域是使用可食用薄膜，其中抗菌化合物被直接結(jié)合到產(chǎn)品上，并且其中產(chǎn)品在氣調(diào)條件下被包裝。已經(jīng)有許多研究調(diào)查了抗菌劑如苯甲酸鈉、苯甲酸、丙酸和山梨酸鉀從涂層到食品中的遷移。FDA/IFT 的報(bào)告得出結(jié)論，這些膜在抗微生物性能方面的最有利的用途是形成單層脂質(zhì)和山梨酸膜，或由涂有含山梨酸的脂質(zhì)薄層的親水基層組成的雙層膜。需要進(jìn)行研究，以生產(chǎn)出具有良好表面張力的涂層，這種涂層可持續(xù)生產(chǎn)。
FDA/IFT 報(bào)告確定了進(jìn)一步研究的需要，這樣工業(yè)將能夠更好地安全應(yīng)用氣調(diào)包裝原理。這些領(lǐng)域包括:
研究超大氣氧水平的抗菌效果
在用于生產(chǎn)的各種改良空氣中，研究背景微生物區(qū)系與食源性病原體的相互作用，以及不同氣體環(huán)境對(duì)細(xì)菌食源性病原體在整體和鮮切產(chǎn)品中存活和生長(zhǎng)的影響
檢查肉毒桿菌在溫和濫用溫度（如：7℃-12℃）下儲(chǔ)存的各種氣調(diào)包裝產(chǎn)品中的生長(zhǎng)潛力，評(píng)估除溫度之外的其他阻礙肉毒桿菌毒素生產(chǎn)的因素
檢查不同大氣、背景微生物區(qū)系和儲(chǔ)存溫度對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌在氣調(diào)包裝鮮切產(chǎn)品上存活和生長(zhǎng)的影響
在新鮮和鮮切產(chǎn)品上研究產(chǎn)腸毒素大腸桿菌的行為，包括在氣調(diào)包裝下和不在氣調(diào)包裝下
腸道病原體小腸結(jié)腸炎耶爾森氏菌和彎曲桿菌屬的存活探索。以及食源性病毒和原生動(dòng)物寄生蟲(chóng)在氣調(diào)包裝產(chǎn)品上的行為
檢查柵欄技術(shù)，或食品處理和包裝的新方法的組合，例如，與氣調(diào)包裝一起使用的輻射和與氣調(diào)包裝一起使用的抗菌膜
智能包裝系統(tǒng)的使用評(píng)估
NOTE：氣調(diào)包裝是一項(xiàng)極其強(qiáng)大的技術(shù)，已被證明有利于延長(zhǎng)保質(zhì)期。隨著食品工業(yè)增加了它的知識(shí)，關(guān)于如何應(yīng)用氣調(diào)技術(shù)作為“綜合障礙系統(tǒng)”的一個(gè)組成部分，產(chǎn)品質(zhì)量、保質(zhì)期延長(zhǎng)和安全性將得到改善。如想要深入了解氣調(diào)包裝，請(qǐng)聯(lián)系埃幸機(jī)械。
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